This pilot study aims to evaluate the thermal performance of different types of solar thermal collectors and their long-term economic benefits for Obbola school, located within the Umeå municipality. The goal of this project is to investigate how much thermal and electrical energy can be generated annually and even during summertime by using only solar collectors for heating purposes of an outdoor pool at Obbola school. The solar thermal collectors that are selected for this project are Solar Keymark-certified flat plate, evacuated tube, and photovoltaic hybrid solar collectors. This study will include designing and simulation roof-integrated and ground-based collectors in Polysun software and determine their thermal performance at European Standards of 45° and collectors facing true south. The simulations in Polysun were conducted on the main site roof area of 65 m2 and a steep grass area of 66 m2 behind the main roof.This pilot study shows that only during the summertime, between the 1st of May and the 31st of August, flat and evacuated tube solar collectors can generate between 4.5 - 5.1% of the school's annual average thermal energy needs. The total average generated thermal energy by these collectors during a year is about 20800 kWh. A hybrid solar collector's thermal energy generated during the summertime covers only 0.6% of 400215 kWh, the annual average thermal energy the school needs. At the same time, the generated electricity will cover only 1.2% of the average electricity the Obbola school needs, which is 539600 kWh.Some economic analyses were conducted to evaluate the long-term economic benefits of installing solar thermal collectors for Umeå municipality, including payback period, life cycle profit, annuity, and life cycle costs. The payback period results show that these collectors have between 9 to 20 years of returning their initial investment. This economic analysis was based on the collector's service life between 25 to 40 years, depending on the brands and manufacturers. These collectors' average life cycle profit revenue is between 178816 SEK and 294415 SEK after 25 and 40 years, respectively. This profit margin makes it very attractive for Umeå municipality, and this model can be used for further implementation at other schools within the municipality. The annual annuity revenue from these collectors is 10269 SEK to 12737 SEK after 25 and 40 years of service, respectively. The results from the return-on-investment show that the installation will give about a percentage profit of 2.8% to 3.5% between 25 and 40 years, respectively. These collectors' average life cycle costs over 25 and 40 years are 358094 SEK and 677231 SEK, respectively. According to the economic analyses, the results show that this pilot study will be a very profitable investment for the Umeå municipality.

In this report a study has been done regarding different heating systems on which are the most comprehensive with solar heating systems. The report has also been focusing if solar power can be used as a primary heating source for supplying more than 50 % of the buildings total heating production. The University of Dalarna constructed a demo-house for this purpose and according to calculations the total solar usage is more than 50 %. This house has been made for reference regarding the design of the heating system of property 5:37. Further studies have been made to compare different heating systems that are compatible with a solar system, where the compared systems purpose is to be independent of direct using electricity. A system of this design is regarded as sustainable according to environmental as economic issues. The following heating systems have been analyzed in combination with solar energy; Geothermal heating, long- distance heating and bio energy heating. The result of text study shows that the design of the heating system should be installed with an accumulation tank as a central component for distribution of heat. The positioning of the house is to be as to the south as possible and the solar panels should be installed with an elevation of 70 degrees for better use of the spring and autumn sun. Vacuum panels should be installed instead of plain panels since they have a better utilization factor during spring and autumn. The efficiency of the accumulator tank is dependent on how well the warm and cold water in the tank is separated. The water flow circulating the system should be as even as possible with low speed which keeps the water in the tank separated. Research shows that installing a separate heatexchanger for the tap water serves for an improved separation of water in the tank. As a result of the text study the design of the heating system at property 5.37 has been made. Nine solar panels are to be installed of a total area of 20,7 m 2 and with an 70 degree angle on the southern roof. Three accumulation tanks with a total volume of 2250 liters have been installed to store the solar heating energy during longer periods. A separate heat-exchanger for the tap water has been installed as well.

Swe: Uppvärmning med hjälp av solvärme är ett alternativ som är värt att starkt överväga. Badhus och simhallar som kräver stora mängder energi under sommartid har mycket att hämta från en solvärmeanläggning. Bättre kan det bli om investeringen läggs på ett hybridsolfångarsystem. Rapporten jämför fyra olika typer av solfångare i kombination med tre systemförslag. Systemutformningarna är baserade på en anslutning till befintligt fjärrvärmesystem. En ekonomisk analys jämförs mellan hybridsolfångarsystem och nollalternativ. Resultatet visar att hybridsolfångarna i kombination med ackumulatortank kan ge en besparing på 170 MWh värmeenergi samt 30 MWh elenergi per år. Vidare utredningar bör göras innan investeringsbeslut tas. Eng: Solar heating is an option worth considering for bathhouses/swimming pools that require large amounts of energy during summertime. The investment might be yielding higher benefits if it is placed on a hybrid solar collector system. The report compares three different types of solar collectors in combination with three system proposals. The system designs are based on a connection to the existing district heating system.  An economic analysis is compared between the hybrid solar collector system and the current state alternative. The result shows that a hybrid solar collector system in combination with a storage tank can provide a saving of 170 MWh of heat energy and 30 MWh of electricity per year. Further investigations should be made before making any final decisions.

<p>A home for elderly is planed to be built at Zakrisdal, Karlstad, Sweden. The heat source for the building was at the time not determined. In order by the local government of Karlstad this report is meant to examine if the need of heat could be provided only by solar heat combined with a seasonal heat storage. The problem to solve is, if the need of heat from the home for elderly is provided from only solar heat, whitch dimensions of the solar collectors and the storage is needed?</p>

The aim of this study was to investigate how electricallyheated houses can be converted to using wood pellet and solarheating. There are a large number of wood pellet stoves on themarket. Many stoves have a water jacket, which gives anopportunity to distribute the heat to domestic hot water and aradiator heating system. Three typical Swedish houses with electric resistanceheating have been studied. Fourteen different system conceptsusing wood pellet stoves and solar heating systems have beenevaluated. The systems and the houses have been simulated indetail using TRNSYS. The houses have been divided in up to 10different zones and heat transfer by air circulation throughdoorways and open doors have been simulated. The pellet stoveswere simulated using a recently developed TRNSYS component,which models the start- and stop phases, emissions and thedynamic behaviour of the stoves. The model also calculates theCO-emissions. Simulations were made with one stove without awater jacket and two stoves with different fractions of thegenerated heat distributed in the water circuit. Simulations show that the electricity savings using a pelletstove are greatly affected by the house plan, the systemchoice, if the internal doors are open or closed and thedesired level of comfort. Installing a stove with awater-jacket connected to a radiator system and a hot waterstorage has the advantage that heat can be transferred todomestic hot water and be distributed to other rooms. Suchsystems lead to greater electricity savings, especially inhouses having a traditional layout. It was found that not allrooms needed radiators and that it was more effective in mostcases t use a stove with a higher fraction of the heatdistributed by the water circuit. The economic investigation shows that installing a woodpellet stove without a water jacket gives the lowest totalenergy- and capital costs in the house with an open plan (fortoday's energy prices and the simulated comfort criteria). Inthe houses with a traditional layout a pellet stove givesslightly higher costs than the reference house having onlyelectrical resistance heating due to the fact that less heatingcan be replaced. The concepts including stoves with a waterjacket all give higher costs than the reference system, but theconcept closest to be economical is a system with a bufferstore, a stove with a high fraction of the heat distributed bythe water circuit, a new water radiator heating system and asolar collector. Losses from stoves can be divided into: flue gas lossesincluding leakage air flow when the stove is not in operation;losses during start and stop phases; and losses due to a highair factor. An increased efficiency of the stoves is importantboth from a private economical point of view, but also from theperspective that there can be a lack of bio fuel in the nearfuture also in Sweden. From this point of view it is alsoimportant to utilize as much solar heat as possible. Theutilization of solar heat is low in the simulated systems,depending on the lack of space for a large buffer store. The simulations have shown that the annual efficiency ismuch lower that the nominal efficiency at full power. Thesimulations have also shown that changing the control principlefor the stove can improve efficiency and reduce theCO-emissions. Today's most common control principle for stovesis the on/off control, which results in many starts and stopsand thereby high CO-emissions. A more advanced control varyingthe heating rate from maximum to minimum to keep a constantroom temperature reduces the number of starts and stops andthereby the emissions. Also the efficiency can be higher withsuch a control, and the room temperature will be kept at a moreconstant temperature providing a higher comfort.

A home for elderly is planed to be built at Zakrisdal, Karlstad, Sweden. The heat source for the building was at the time not determined. In order by the local government of Karlstad this report is meant to examine if the need of heat could be provided only by solar heat combined with a seasonal heat storage. The problem to solve is, if the need of heat from the home for elderly is provided from only solar heat, whitch dimensions of the solar collectors and the storage is needed?

Akademiska hus is a real estate company that specializes in providing Swedish universities with housing facilities for educational and research purposes. The company strives to reduce its use of energy by 40% between the years 2000 and 2025. The aim of this thesis is to determine which measures can be taken to reduce the need of purchased energy in a building that is used by theSwedishUniversityof Agricultural Sciences inUppsala. In order to determine the results of various changes to the building envelope and ventilation system, the building was modelled in the computer simulation program VIP-Energy. Other proposed changes to make the use of energy more efficient concerned water use and lighting. The need of purchased energy can also be reduced by producing electricity or heat on site, using solar energy. Results show that economically viable measures include upgrading windows and faucets, adjusting control systems for ventilation and lighting, and installing roof mounted solar panels for power production. However, the investment in a photovoltaic system requires government grants in order to be profitable, and the system should be grid-connected to make it eligible for green certificates. Through these measures it is possible to reduce the need to purchase electricity for operational uses and energy for heating and cooling by 20%, from 99 kWh/m2,year to 79 kWh/m2,year. This corresponds to a 92 tonne decrease of annual carbon dioxide emissions from energy production and water purification. The total investment cost of 1 066 000 SEK results in a net present value of 883 000 SEK / Byggnadssektorn står för en knapp tredjedel av den totala energianvändningen i Sverige, och för drygt 10 % av de totala utsläppen av växthusgaser. Energianvändning i byggnader omfattas av riksdagens nationella miljökvalitetsmål för god bebyggd miljö, och målet är att den totala specifika energianvändningen ska minska med 20 % till år 2020 och med 50 % till år 2050, jämfört med år 1995. I Boverkets byggregler ställs bland annat krav på nybyggda lokalbyggnaders specifika energianvändning och i klimatzon III, dit Uppsala län räknas, är gränsen högst 90 kWh/m2,år exklusive verksamhetsel. Energi från egen solcells- eller solvärmeanläggning får tillgodo­räknas vid beräkningen av en byggnads specifika energianvändning. Det är möjligt att erhålla investeringsstöd för både solcells- och solvärmeanläggningar, och dessutom är elproduktion från solenergi berättigad till elcertifikat. Syftet med examensarbetet har varit att undersöka möjligheterna att minska behovet att köpt energi i en universitetsbyggnad i Uppsala, genom energieffektivisering och solenergi. Föreslagna åtgärder har bedömts genom att jämföra ändringen i energianvändning och utsläpp av koldioxid, samt genom de ekonomiska nyckeltalen återbetalningstid, kapitalvärde och besparingskostnad. Arbetet har utförts vid Uppsala universitet åt uppdragsgivaren fastighetsbolaget Akademiska hus. Energihushållning är ett av fyra områden som Akademiska hus fokuserar på i sitt miljöarbete, och det långsiktiga målet är att minska den specifika energianvändningen med 40 % mellan år 2000 och år 2025. Den aktuella byggnaden hyrs av Sveriges lantbruksuniversitet och ligger på Campus Ultuna i Uppsala. Byggnaden är indelad i två fastigheter, Undervisningshuset och Biblioteket, och är av suterrängtyp med fyra våningsplan och en bruksarea på drygt 9 000 m2. Lokalerna består främst av föreläsningssalar och biblioteket, men även av kontorsutrymmen, datasalar, sammanträdesrum, pentryn, en aula och allmänna utrymmen. Byggnaden värms av fjärrvärme som i huvudsak produceras från torv- och avfalls-förbränning. Dessutom finns ett system för komfortkyla installerat, som inom kort ska förses med kyla från en fjärrkylaanläggning i nära anslutning till byggnaden. Kylan ska i huvudsak produceras med fjärrvärmedrivna absorptionsvärmepumpar. Ventilationsbehovet tillgodoses med från- och tilluftsfläktar, och återvinning av värme ur frånluften finns. Ventilations-systemet styrs både på tid, temperatur och koldioxidnivå. Belysningen i byggnaden är på många ställen närvarostyrd, men det finns lokaler med enbart tidsstyrning. I dag använder byggnaden årligen cirka 630 MWh värme, 450 MWh verksamhetsel, 150 MWh fastighetsel och 110 MWh kyla. Detta ger en specifik energianvändning på 99 kWh/m2,år exklusive verksamhetsel, och 149 kWh/m2,år inklusive verksamhetsel. För att kartlägga byggnadens energibehov och undersöka olika åtgärders konsekvenser för energianvändningen, har en modell konstruerats i byggnadssimuleringsprogrammet VIP‑Energy. I stor utsträckning har byggnadsspecifika data eller egna antaganden använts vid modelleringen för att ge ett så rättvisande resultat som möjligt. De material som finns fördefinierade i VIP‑Energy har dock använts vid uppbyggnad av väggar, tak och grund. Modellen har justerats så att simuleringsresultaten efterliknat brukardata, och korrektions-faktorer har beräknats för att kompensera för avvikelser. För att ytterligare öka precisionen har zonberäkningsfunktionen i VIP‑Energy använts, och Undervisningshuset och Biblioteket har modellerats separat. Möjliga energieffektiviseringsåtgärder har studerats för sex olika områden – fönster, fasader, tak, ventilation, vattenanvändning och belysning. Solenergi kan tas tillvara i solcells-anläggningar (som producerar el), solvärmeanläggningar (som producerar värme) och solhybridanläggningar (som producerar både el och värme). Inom samtliga nämnda effektiviseringsområden har lönsamma åtgärder funnits, utom för fasader och tak. Av möjliga solenergilösningar är det endast solcellsanläggningar som är lönsamma för den aktuella byggnaden, och endast om investeringsbidrag kan erhållas. Ju större solcellsanläggningen är, desto mer lönsam blir den, och hur stor anläggning som väljs beror därför på Akademiska hus investeringsvilja. Anslutning till elcertifikatsystemet ökar lönsamheten. Totalt kan undersökta åtgärder ge en energibesparing på drygt 360 000 kWh/år, men den ekonomiskt realiserbara andelen utgör 176 000 kWh/år (49 %) av detta. Den totala investeringskostnaden för rekommenderade åtgärder blir 1 066 000 kr, vilket ger ett kapitalvärde på 883 000 kr, och besparingskostnaden blir 0,42 kr/kWh. Dessa åtgärder minskar kostnaden för energi och vatten med 150 000 kr/år, och beräknas ge ytterligare drygt 8 000 kr/år från elcertifikatsystemet. Utan hänsyn till ränta och prisutveckling blir återbetalningstiden sju år. De koldioxidutsläpp som energi- och vattenanvändningen ger upphov till minskar med 92 ton/år, men minskningens storlek är känslig för de antaganden som gjorts när utsläppsfaktorer beräknats. Om ändringen i elanvändning ska antas utgöras av medelel, blir minskningen endast 29 ton/år. Eftersom det rör sig om förändringar i elanvändning har dock marginalel ansetts vara det mest rimliga. Om torv räknas som förnybart istället för fossilt blir den totala utsläppsminskningen 76 ton/år. Vattenanvändningen i byggnaden minskar med 860 m3/år. Byggnadens specifika energianvändning sjunker med 20 % till 79 kWh/m2,år, förutsatt att hela minskningen i elanvändning räknas till fastighetsel. Inklusive verksamhetsel sjunker energianvändningen med 13 % till 129 kWh/m2,år. Åtgärderna ger dock en marginell ökning av fjärrkylabehovet. Det finns inte något direkt samband mellan hög energibesparing och högt kapitalvärde, då exempelvis fönsteråtgärderna ger högst energibesparing men lägst kapitalvärde. Vilka av de rekommenderade åtgärderna som bör prioriteras bestäms av om målet i första hand är att spara energi eller att maximera lönsamheten hos investeringen.

The purpose of this thesis is to investigate and clarify the facts surrounding one of Vattenfall's district heating plants; The "solar field" and associated rock cavern in Lyckebo, Storvreta. The plant was built in the '80s by the formerly municipal utility,Uppsalakraftvärme AB, as an experimental building. A ground water filled cavern would serve as seasonal storage of solar heat from an adjacent solar field.   Since both the energy company and the facility itself has undergone major changes over the past 30 years, there was a great need to gather facts in order to provide a picture of its current condition and potential for continued use. The thesis investigates the plant's history and problems with the rock cavern losses, and how the operation developed. It also presents the calculations regarding the possibilities of again supplementing the facility with solar energy - which is not the case today - as well as the economic conditions for it.   Regarding a re-launch of solar energy, primarily a concentrating solar collector has been studied, as it has the advantages of an integrated control system. The calculations show that an implementation would be modestly profitable as an investment from Vattenfall. A far more successful concept however would be to go for a shareholder owned plant - a Solar cooperative. Such a solution has all the prerequisites to once again make Storvreta known for its solar energy storage, as well as produce a needed portion of goodwill for Vattenfall. / Syftet med detta examensarbete är att utreda och klargöra fakta kring en av Vattenfalls fjärrvärmeanläggningar; Solfältet med tillhörande bergrum i Lyckebo, Storvreta. Anläggningen uppfördes under 1980-talet som ett experimentbygge. Ett grundvattenfyllt bergrum skulle fungera som säsongslagring av solvärme från ett intilliggande solfält, för att tillgodose det då nybyggda bostadsområdet Lyckebo på ca 550 lägenheter, med fjärrvärme.   Då både energibolaget och själva anläggningen genomgått stora förändringar de senaste 30 åren så fanns ett stort behov av att samla fakta för att kunna ge en bild av anläggningens nuvarande skick och potential för fortsatt användning. I examensarbetet utreds utöver anläggningshistoria dels problem med bergrummets förluster samt hur driften utvecklats. Därefter presenteras de beräkningar som genomförts angående huruvida anläggningen i framtiden åter kan kompletteras med solenergi - vilket inte är fallet idag - samt vilka ekonomiska förutsättningar som gäller därför.   Det tydligaste resultatet gäller energiförlusterna från bergrummet, vilka följt ett tidigare oredovisat mönster. Inledningsvis såg dessa ut att stabilisera sig till en högre nivå än man först budgeterat för. Detta är också den bild som ges av den nuvarande litteraturen kring anläggningen. Resultatet från detta examensarbete visar att förlustnivåerna senare fortsatte att sjunka och stabiliserades mycket nära och till och med under den från början förutsagda nivån.   Angående en nysatsning på solvärme har främst en koncentrerande solfångare studerats, då denna har fördelar med ett integrerat styrsystem. Beräkningarna visar att en satsning vore blygsamt lönsam som en investering från Vattenfalls sida. Ett betydligt framgångsrikare koncept vore att satsa på en andelsägd anläggning - ett solvärmekooperativ. En sådan lösning har alla förutsättningar att åter göra Storvreta till "Solvreta" samt ge en välbehövlig portion goodwill för Vattenfall.

Bostads- och servicesektorn står för ungefär 40 % av Sveriges. Total energianvändning. En stor andel går till att värma byggnader. Idag är det dominerande uppvärmningssystemet fjärrvärmen i flerbostadshus i Sverige. Från och med den 31 december 2020 ska alla nya byggnader i EU vara nära nollenergibyggnader.Därför ställs hårdare energikrav påbyggnaderna och uppsatsens författare ställer sig frågan om fjärrvärmen verkligen kommer att vara det mest lämpliga Uppvärmningssystemet i framtidens nya stadsdelar med låg energianvändning.

Denna studie analyserar de rapporterat höga förlusterna i ett småskaligt fjärrvärmenät i Lessebo där styrkort för år 2013 redovisar förluster på 38 %. Genom att med en kvantitativ metod beräkna de värmeförluster som sker genom värmeledning i rörnätet görs en bedömning om rörnätets utformning är källan till de höga förlusterna eller ej. Studien ger indikationer på att fjärrvärmenätet i Lessebo är bra utformat och det därför finns oidentifierade orsaker till de höga förlusterna. Utöver redogörande av värmeförluster ger rapporten även kunskaper om fjärrvärmebranschens flera tekniker, begränsningar och framtida utvecklingsmöjligheter.